Investigation the effect of polymer melt shear and elongational rheology on production stability of meltblown nanofibers and films
Project goals
Nowadays, meltblown and extrusion film casting technologies can be utilized for continuous production of polymeric nanofibers and very thin films, respectively. In order to reach stable production, viscoelastic characteristics of the polymer melt have to be carefully adjusted. Unfortunately, their experimental and theoretical evaluation is complicated due to requirement to perform particular rheological measurements close to the processing conditions, i.e. at very high temperatures, strains and deformation rates, which significantly limits understanding of material and process optimization. In order to understand production stability of meltblown nanofibers and very thin films, the effect of molecular weight, molecular weight distribution and chain branching on the planar and uniaxial elongational viscosities of polymer melts will be investigated by using specially modified capillary rheometer and suitable constitutive equations.
Keywords
rheologypolymer meltselongational viscositynanofibersprocessing
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 20 (SGA0201600001)
Main participants
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně / Fakulta technologická
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
16-05886S
Alternative language
Project name in Czech
Výzkum vlivu smykové a tahové reologie polymerních tavenin na stabilitu produkce meltblown nanovláken a fólií
Annotation in Czech
V současné době je možné využít extruze jak k produkci polymerních nanovláken (meltblown technologie) tak pro výrobu velmi tenkých fólií. Pro dosažení stabilní produkce je nezbytné zajistit, aby viskoelastické charakteristiky použité polymerní taveniny byly optimální. Jejich experimentální a teoretické ohodnocení je však velmi obtížné neboť příslušná reologická měření musí být provedena za stejných podmínek, které se vyskytují při zpracování (tj. při velmi vysokých teplotách, extrémních deformacích a deformačních rychlostech), což významně omezuje možnost materiálové a procesní optimalizace. S cílem porozumnět stabilitě produkce meltblown nanovláken a velmi tenkých fólií, bude proveden výzkum vlivu molární hmotnosti, distribuce molárních hmotností a větvení na planární a jednoosou tahovou viskozitu polymerních tavenin pomocí modifikovaného výtlačného reometru a vhodných konstitučních rovnic.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
CD - Macromolecular chemistry
CEP - secondary branch
CI - Industrial chemistry and chemical engineering
CEP - another secondary branch
BK - Liquid mechanics
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
10404 - Polymer science
20401 - Chemical engineering (plants, products)
20402 - Chemical process engineering
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
New findings on the behaviour of PP melts at high deformation loads were obtained, depending on the architecture, tacticity and molar mass of the polymer. Findings are particularly useful in optimizing the preparation of polymer nanofibres and flat films. The results obtained over three years of research were published in 7 articles in international impacted journals and in 2 PhD theses.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2016
Realization period - end
Dec 31, 2018
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 26, 2018
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP19-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jun 12, 2019
Finance
Total approved costs
4,358 thou. CZK
Public financial support
4,358 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 358 CZK thou.
Public support
4 358 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
CD - Macromolecular chemistry
Solution period
01. 01. 2016 - 31. 12. 2018